腰椎间盘由透明软骨（也叫软骨终板）、纤维环和髓核三部分构成，纤维环由坚硬的密胶质纤维形成，围以髓核。
透明软骨板即椎体的上、下软骨面，在解剖上属于椎体各部分，但临床上与椎间盘病变密切，可视为椎间盘的一部分。透明软骨板作成髓核的上、下界，与相邻椎体分开。在椎骨发生过程中，椎体的上、下面各有一次级骨化中心，其周围虽然成骨，形成骺环，但其中心仍一直保留为软骨，5岁以前椎体上下的骨骺和骨体相融合，软骨板的大小和形状与上下相连的椎体相当，椎体上下无血管的软骨板如同膝髋关节的关节软骨，可以承受压力保护椎体，防止椎骨遭受压力，只要软骨板保持完整，椎体就不会因压力而发生吸收现象，软骨板还可视作半渗透膜，在渗透压下，水份可以扩散至无血液的椎间盘。
纤维环在上下透明软骨板的周围有一圈坚强的纤维组织，由胶原纤维及纤维软骨组成，成为纤维环，是椎间盘的最主要维持负重的组织，与上下软骨板和脊柱前、后纵韧带紧密相连，纤维环作同心层排列，各纤维的方向彼此交错，犹如肋间内外肌排列一样。相邻两层之间借粘合剂样物质相连，纤维环的前部及外侧部较后部约宽一倍，后部各层较窄，层次少，相邻层的纤维接近平行，连接的物质较少，最内层的纤维与髓核的细胞间基质相融合，无明显界限，成人纤维环由一系列板层构成，形成不完全的环，每个板层的纤维在两个椎体间斜行，并以一定角度（30°～60°），越过邻近板层的纤维，有的甚至垂直。纤维环相邻纤维层的交叉排列，可能与髓核对其所施内部压力有关，短纤维较长纤维更易遭受巨大的压力，不利于两椎骨间的运动，可引起放射状撕裂，纤维环连接相邻两椎体，使脊柱在运动时作为一个整体，纤维环甚为坚固，紧密附着于软骨终板上，保持脊柱的稳定性，脊柱外伤时，必须有巨大力量，使纤维环广泛撕裂，才能引起椎体间脱位，纤维环的特殊排列方向，使相邻椎体可以有轻度活动，但运动到一定限度时，纤维环紧张，又起节制的作用，限制旋转运动。
髓核在出生时比较大而软，位于椎间盘的中央不接触椎体，在生长发育过程中，髓核位置有变化，椎体后面的发育较前面为快，因此至成年时髓核位于椎间盘偏后，髓核是一种富有弹韧性半液体的胶状物质，约占椎间盘切面的50%～60％，髓核由软骨样细胞组成，分散于细胞间基质，其中有分化较差，不太致密的胶原纤维网覆以多糖蛋白质复合物，这个多糖，硫酸软骨素由于其羟基能使髓核与水分结合，细胞间基质形成三维乳胶体系统。髓核含有85％的水分及退化的脊索残余，髓核一般位于纤维环的中部，较偏后，并不绝对中心。髓核随外界的压力而改变其位置及形状，其位置在不同椎有所不同，如在颈椎即靠前。髓核的形成由周围的纤维环及上下软骨板所固定，它为同质的基质，原纤维结构无一定排列。
